Phenospex PlantEye三维多光谱表型传感器助力大豆药效筛选方案的研究
2026-09-09 来源:本站 点击次数:81
一、背景：传统植物表型的痛点
传统表型多为人工 + 破坏性取样测量（LI COR 叶面积仪收割测叶片），存在明显短板：
✅ 人力成本高、耗时长；
✅ 人为主观误差大；
✅ 大多只能获取试验终点数据，缺少生长全过程动态；
✅ 容易出现假阴性：处理早期存在药效，但到试验末期效应消失，传统终点观测就会漏掉该效果，造成研发损失；
✅ 对生物刺激素、生物制剂这类效应微弱的样本检测能力有限。
荷兰 Phenospex PlantEye 三维多光谱表型传感器，凭借非损伤、自动化高通量扫描能力，得到拜耳作物科学的正式验证，成功应用于大豆药效自动化筛选工作！
二、核心验证结果（和经典 LI COR 破坏性测量对标）
拜耳团队将 PlantEye 测量结果与行业金标准 LI COR 破坏性测量做相关性校验：
1. 叶面积：R²=0.91；数字生物量：R²=0.89，和传统测量高度吻合，证明硬件测量性状的准确度可靠。
2. 药效区分能力：PlantEye 可以成功区分有效处理与无效处理，处理分组分离效果和传统破坏性测量相当，特异性达标，可以用于药效筛选。
3. 新评价指标 OAR（重叠面积比 Overlapping Area Ratio）：这是本研究提出的定量指标，用来衡量不同测量方法对处理组的区分能力；即便考虑土壤类型、植株位置干扰，PlantEye 和传统方法对处理分组的区分效果持平，可用于各类化学药剂的药效筛选校验。
图1:原始植物(左)和PlantEye生成的三维可视化结果(右)
三、技术带来的两大核心价值
1. 获取动态时序表型，捕捉早期效应
传统只能做 1 2 次终点检测；PlantEye 输出时间序列生长曲线，持续记录叶面积、生长速率随时间变化。可以捕捉：
· 处理早期有效、后期效果消失的现象，提示需要优化药剂剂量、活性、稳定性；
· 捕捉生物刺激素微弱生长效应，弥补小样本、微弱效应检测短板，避免研发漏判风险。
2. 研发效率提升
· 时间成本：该案例中，每年可节省约 120 小时人工；
· 数据维度：一次扫描同步获取植株三维形态与多光谱信息，输出叶面积、株高、生物量等 20 余项表型参数，助力育种、农药药效、抗逆、生物刺激素评价等多场景研究。；
· 不破坏植株：同一植株多次重复采集，提升数据集丰富度，改善新药研发决策质量。
备注：本试验使用 F400；更高分辨率的PlantEye F600 传感器可以实现更优测量精度。
总结
拜耳权威实测验证：Phenospex PlantEye可高效、精准完成大豆药效自动化筛选，替代传统破坏性检测。设备依托无损时序监测、高精度数据、高通量自动化检测优势，解决了传统筛选误差大、易漏判、效率低、人工成本高的痛点，有效提升农药与生物制剂的研发质量与效率，为农业数字化表型研究、作物药效筛选提供可靠方案。
上海迹亚国际商贸有限公司为 Phenospex 国内经销商，可为国内客户提供专业的设备咨询、整套解决方案及本地化技术售后支持。
传统表型多为人工 + 破坏性取样测量（LI COR 叶面积仪收割测叶片），存在明显短板：
✅ 人力成本高、耗时长；
✅ 人为主观误差大；
✅ 大多只能获取试验终点数据，缺少生长全过程动态；
✅ 容易出现假阴性：处理早期存在药效，但到试验末期效应消失，传统终点观测就会漏掉该效果，造成研发损失；
✅ 对生物刺激素、生物制剂这类效应微弱的样本检测能力有限。
二、核心验证结果（和经典 LI COR 破坏性测量对标）
拜耳团队将 PlantEye 测量结果与行业金标准 LI COR 破坏性测量做相关性校验：
1. 叶面积：R²=0.91；数字生物量：R²=0.89，和传统测量高度吻合，证明硬件测量性状的准确度可靠。
2. 药效区分能力：PlantEye 可以成功区分有效处理与无效处理，处理分组分离效果和传统破坏性测量相当，特异性达标，可以用于药效筛选。
3. 新评价指标 OAR（重叠面积比 Overlapping Area Ratio）：这是本研究提出的定量指标，用来衡量不同测量方法对处理组的区分能力；即便考虑土壤类型、植株位置干扰，PlantEye 和传统方法对处理分组的区分效果持平，可用于各类化学药剂的药效筛选校验。
图1:原始植物(左)和PlantEye生成的三维可视化结果(右)
1. 获取动态时序表型，捕捉早期效应
传统只能做 1 2 次终点检测；PlantEye 输出时间序列生长曲线，持续记录叶面积、生长速率随时间变化。可以捕捉：
· 处理早期有效、后期效果消失的现象，提示需要优化药剂剂量、活性、稳定性；
· 捕捉生物刺激素微弱生长效应，弥补小样本、微弱效应检测短板，避免研发漏判风险。
2. 研发效率提升
· 时间成本：该案例中，每年可节省约 120 小时人工；
· 数据维度：一次扫描同步获取植株三维形态与多光谱信息，输出叶面积、株高、生物量等 20 余项表型参数，助力育种、农药药效、抗逆、生物刺激素评价等多场景研究。；
· 不破坏植株：同一植株多次重复采集，提升数据集丰富度，改善新药研发决策质量。
备注：本试验使用 F400；更高分辨率的PlantEye F600 传感器可以实现更优测量精度。
总结
拜耳权威实测验证：Phenospex PlantEye可高效、精准完成大豆药效自动化筛选，替代传统破坏性检测。设备依托无损时序监测、高精度数据、高通量自动化检测优势，解决了传统筛选误差大、易漏判、效率低、人工成本高的痛点，有效提升农药与生物制剂的研发质量与效率，为农业数字化表型研究、作物药效筛选提供可靠方案。
上海迹亚国际商贸有限公司为 Phenospex 国内经销商，可为国内客户提供专业的设备咨询、整套解决方案及本地化技术售后支持。
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